user8339

1-6ارقام چای قابل کشت در ایران...................................................................................................6
1-7 کاشت چای..................................................................................................................................6
1-8عوامل مؤثر در رویش گیاه چای..................................................................................................6
1-8-1درجه حرارت...........................................................................................................................6
1-8-2 نور..........................................................................................................................................7
1-8-3میزان آب.................................................................................................................................7
1-8-4کود..........................................................................................................................................7
1-9برداشت محصول (برگ چینی)....................................................................................................7
1-9-1انواع برداشت (چین)...............................................................................................................9
1-9-2طول مدت برداشت (دوره برگ چینی )..................................................................................9
1-10نکاتی برای داشتن چای مطلوب...............................................................................................11
1-11خشک کردن ...........................................................................................................................13
1-11-1انواع چای بر حسب خشک شدن.......................................................................................14
1-11-2روش های تولید چای..........................................................................................................15
1-11-3مراحل خشک کردن چای در کارخانه..................................................................................16
1-11-3-1پلاس...............................................................................................................................16
1-11-3-2مالش..............................................................................................................................18
1-11-3-3 تخمیر.............................................................................................................................19
1-11-3-4 خشک............................................................................................................................19
1-12نحوه کار با خشک کن آزمایشگاهی........................................................................................24

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

1-13شبکه عصبی مصنوعی.............................................................................................................26
1-14بیان مسئله................................................................................................................................27
1-15اهداف تحقیق..........................................................................................................................27
1-16مراحل انجام تحقیق................................................................................................................28
1-17ساختار تحقیق.........................................................................................................................29
فصل دوم: ادبیات وپیشینه تحقیق 30
2-1پیشینه تحقیق.............................................................................................................................31
فصل سوم: روش تحقیق 36
3-1 مقدمه.........................................................................................................................................37
3-2تاریخچه پیدایش شبکه های عصبی مصنوعی............................................................................37
3-3مزایای استفاده از شبکه های عصبی .........................................................................................40
3-4شبکه عصبی چندلایه..................................................................................................................41
3-4-1-1 الگوریتم پس انتشار خطا..................................................................................................42
3-4-2 مدلسازی خشک کردن چای توسط شبکه عصبی پرسپترون.................................................44
3-4-2-1 انتخاب داده های ورودی به شبکه....................................................................................45
3-4-2-2 پیکربندی شبکه عصبی.....................................................................................................45
3-4-3توابع فعالسازی......................................................................................................................48
3-4-4توپولوژی................................................................................................................................49
3-4- 5روش الگوریتم لونبرگ – مارکوارت ...................................................................................49
3-5 بررسی عملکرد شبکه................................................................................................................49 3-6 جمع بندی.................................................................................................................................50
-131445-74676000
فصل چهارم :محاسبات و یافته های تحقیق 52
4-1 مقدمه.........................................................................................................................................53
4-2 تأثیر متغیرها بر خشک شدن......................................................................................................53
4-3نتایج حاصل از مدلسازی توسط شبکه عصبی پیشخور و پیشرو..............................................63
4-4 جمع بندی.................................................................................................................................84
فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادها 85
5-1 مقدمه........................................................................................................................................86
5-2 نتایج تحقیق..............................................................................................................................86
5-3 پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی................................................................................................87
مراجع 88
چکیده انگلیسی 93

-261620-101219000فهرست جدول ها
4-1برخی از معادلات ترمودینامیکی................................................................................................59
4-2میزان تغییرضریب نفوذبا افزایش دما..........................................................................................60
4-3 معماری شبکه های عصبی مدل سازی شده برای یک برگ چای و توده ای از چای..............62
4-4نتایج آنالیز شبکه پس انتشار پیشخور برای یک برگ چای با تعدادلایه های پنهان وتعداد
نرون های متفاوت درهرلایه دردماهاوسرعت های متفاوت هوای خشک کردن.............................63
4-5نتایج آنالیز شبکه پس انتشار پیشرو برای یک برگ چای با تعدادلایه های پنهان وتعداد
نرون های متفاوت درهرلایه دردماهاوسرعت های متفاوت هوای خشک کردن.............................65
4-6نتایج آنالیز شبکه پس انتشار پیشخور برای توده ای ازچای با تعدادلایه های پنهان وتعداد
نرون های متفاوت درهرلایه دردماهاوسرعت های متفاوت هوای خشک کردن.............................67
4-7نتایج آنالیز شبکه پس انتشار پیشرو برای توده ای از چای با تعدادلایه های پنهان وتعداد
نرون های متفاوت درهرلایه دردماهاوسرعت های متفاوت هوای خشک کردن.............................69
4-8 نتایج مراحل تست و آموزش..................................................................................................81
4-9مقایسه بین نتایج شبکه عصبی با روابط تجربی........................................................................82
4-10نتایج حاصل از دو نوع شبکه عصبی......................................................................................82

-207010-95694500
فهرست تصاویر ونمودارها
1-1 گل چای کاملیا...........................................................................................................................4
1-2 نمایی از یک شاخساره .............................................................................................................10
1-3نمایی ازدستگاه پلاس.................................................................................................................17
1-4نمایی از دستگاه مالش.................................................................................................................18
1-5 شمایی از خشک کن بستر سیال................................................................................................23
1-6 نمونه برگ سبز چای.................................................................................................................25
1-7 عکس (الف) و نمای شماتیک (ب) خشک کن پیشتاز ساخته شده جهت انجام.....................28
1-8دستگاه سرعت سنج هوا.............................................................................................................29
1-9ترازوی دیجیتال با سه رقم اعشار...............................................................................................29
1-10دماسنج اشعه ای.......................................................................................................................30
1-11آون (کوره) خشک کن.............................................................................................................30
3-1 مدل نرون(دموث و بیل)............................................................................................................41
3-2 طرحواره کلی از شبکه عصبی مورد استفاده...............................................................................44
3-3 تابع فعال سازی تانژانت سیگموئید............................................................................................48
4-1 تغییرات کاهش وزن چهارنمونه با زمان خشک شدن در دمای 35 درجه و سرعت 0.7 متر برثانیه برای یک برگ چای ...............................................................................................................54
4-2 تغییرات کاهش وزن میانگین نمونه ها بازمان خشک شدن دردمای 35 درجه و سرعت0.7
متر برثانیه برای یک برگ چای..........................................................................................................54
4-3 تغییرات کاهش وزن چهارنمونه بازمان خشک شدن در دمای 45 درجه و سرعت0.7 متربر
ثانیه برای یک برگ چای ..................................................................................................................55
4-4 تغییرات کاهش وزن میانگین نمونه ها بازمان خشک شدن در دمای 45 درجه و سرعت0.7
متربرثانیه برای یک برگ چای..........................................................................................................55
4-5 تغییرات کاهش وزن چهارنمونه بازمان خشک شدن در دمای 55 درجه و سرعت0.7 متر بر
ثانیه برای یک برگ چای..................................................................................................................56
4-6 تغییرات کاهش وزن میانگین نمونه ها با زمان خشک شدن در دمای 55 درجه و سرعت0.7
متر برثانیه برای یک برگ چای.........................................................................................................56
4-7 تغییرات رطوبت (kg/kg) با زمان در سرعت 7/0 متر بر ثانیه برای یک برگ چای..................57
4-8 تغییرات نسبت رطوبت (بی بعد ) با زمان در سرعت 7/0 متر برثانیه برای یک برگ چای..........57
4-9تغییرات نسبت رطوبت (بی بعد)بازمان درسرعت های متفاوت ودردمای ثابت 35درجه برای
یک برگ چای...................................................................................................................................58
4-10تغییرات ln(MR)بازمان در سرعت7/0 متر بر ثانیه ودر سه دمای متفاوت برای یک برگ چای...................................................................................................................................................59
4-11 نمودارln(MR)برحسب زمان در دمای 35 درجه و سرعت 0.7متر بر ثانیه برای یک
برگ چای.......................................................................................................................................60
4-12 نمودارln(MR)برحسب زمان در دمای 45 درجه و سرعت 0.7 متر بر ثانیه برای یک
برگ چای........................................................................................................................................61
4-13 نمودارln(MR)برحسب زمان در دمای 55 درجه و سرعت 0.7متر بر ثانیه برای یک
برگ چای........................................................................................................................................61
4-14 تغییرات رطوبت (kg/kg) با زمان برای توده ای از چای در سرعت 7/0 متربرثانیه...............67
4-15 تغییرات نسبت رطوبت (بی بعد) با زمان برای توده ای از چای در سرعت 7/0 متر
برثانیه .............................................................................................................................................67
4-16 تغییرات رطوبت (kg/kg) با زمان برای توده ای از چای در سرعت1 متربرثانیه...................68
4-17 تغییرات نسبت رطوبت (بی بعد) با زمان برای توده ای از چای در سرعت 1 متر
برثانیه...............................................................................................................................................68
4-18 تغییرات نسبت رطوبت با زمان در دو سرعت متفاوت ودمای ثابت 55 درجه برای
توده ای از چای...............................................................................................................................69
4-19چگونگی یادگیری شبکهءFFBP برای یک برگ چای ،الگوریتم یادگیری LM ،تابع آستانه TANSIG با توپولوژی1-11-4.......................................................................................................74
4-20مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده با نسبت رطوبت تجربی در مرحلهء آموزش
برای یک برگ چای......................................................................................................................75
4-21مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده با نسبت رطوبت تجربی در مرحلهء ارزیابی برای
یک برگ چای...............................................................................................................................75
4-22مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده با نسبت رطوبت تجربی در مرحلهءاعتبارسنجی
برای یک برگ چای......................................................................................................................76
4-23مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده با نسبت رطوبت تجربی درکل مراحل برای یک
برگ چای.......................................................................................................................................76
4-24 مقایسه نتایج داده های تجربی با خروجی شبکه عصبی برای یک برگ چای با تعداد
نرون های بهینه یازده در لایه پنهان...............................................................................................77
4-25 چگونگی یادگیری شبکهءFFBP برای توده ای از چای ،الگوریتم یادگیری LM ،تابع آستانه TANSIG با توپولوژی1-20-4......................................................................................................78
4-26مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده بانسبت رطوبت تجربی درمرحلهء آموزش برای
توده ای از چای............................................................................................................................79
4-27مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده بانسبت رطوبت تجربی درمرحلهء ارزیابی برای
توده ای از چای.............................................................................................................................79
4-28مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده با نسبت رطوبت تجربی در مرحلهء اعتبارسنجی
برای توده ای از چای...................................................................................................................80
4-29مقایسه نسبت رطوبت پیش بینی شده با نسبت رطوبت تجربی در کل مراحل برای
توده ای از چای...........................................................................................................................80
4-30 مقایسه نتایج داده های تجربی با خروجی شبکه عصبی برای توده ای از چای با تعداد
نرون های بهینه بیست در لایه پنهان.............................................................................................81
4-31مقادیرMSEبرای یک برگ از چای باالگوریتم یادگیری LMوبرخی ازتوپولوﮊی های
شبکه FFBPو……...……………………………………………………………………CFBP83
4-32مقادیرMSEبرای توده ای از چای باالگوریتم یادگیری LMوبرخی ازتوپولوﮊی های
شبکهFFBPو CFBP.....................................................................................................................83

-201295-134239000فهرست علائم اختصاری
زمان........................................................................................................................................ (min)t
دما........................................................................................................................................... T (°c)
رطوبت.............................................................................................................................. X(kg/kg)
رطوبت اولیه(در لحظه صفر)....................................................................................................... Xoرطوبت تعادلی............................................................................................................................ Xeنسبت رطوبت......................................................................................................... (بدون بعد) MR
سرعت.................................................................................................................................. m/s))V
وزن نمونه در هر لحظه....................................................................................................... kg)) Mtوزن نمونه خشک شده....................................................................................................... kg)) Mdلایه پنهان....................................................................................................................................... Z ورودی لایه مخفی............................................................................................................. z _ injخروجی لایه مخفی.......................................................................................................................zjورودی به لایه خروجی................................................................................................... y _ inkخروجی لایه خروجی................................................................................................................. ykبایاس در لایه مخفی .................................................................................................................. vojبایاس در لایه خروجی...............................................................................................................wokپس انتشار خطا............................................................................................................................ BP
ورودی شبکه(تجربی)...........................................................................................................MRexpiخروجی شبکه(پیش بینی شده)..............................................................................................MRpreتابع سیگموئید.......................................................................................................................... F(X)
ضریب نفوذ......................................................................................................................... (m/s)D
ثابت تعادل.................................................................................................................................... K
ورودی های خطا(دلتا(........................................................................................................... δ_injوزن هر نرون................................................................................................................................ W
خطا.............................................................................................................................................δk-334645-101790500
فصل اول
2388235309308500مقدمه و کلیات تحقیق
2047240277685500
1-1 مقدمه:
محصولات کشاورزی در مقادیر بالا تولید می شوند ولی بلافاصله مصرف نمی شوند با این حال بسیاری از این محصولات را می توان با استفاده از پردازش های خاص حفظ کرد.یکی از این روش ها خشک کردن است .]21[
خشک کردن قدیمی ترین روش برای جلوگیری از فساد غذاست .خشک کردن فرآیندی است برای افزایش عمر مفید محصولات کشاورزی بدون از دست دادن خواص مغذی قبل ازمصرف. خشک کردن به عنوان یک روش کاربردی نگهداری در مقیاس صنعتی به منظور به حداقل رساندن فساد بیوشیمیائی ،شیمیائی و میکرو بیولوژی با کاهش مقدار آب و فعالیت آب از مواد تعریف میشود. در فرآیند خشک کردن،آب از درون مواد غذایی توسط نفوذ به سطح مواد به وسیله ی هوا منتقل می شود و از آنجا به وسیله ی جابجایی به جریان هوا منتقل می شود .]21،22[
ماده ای که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است چای می باشد .چای ،بهترین نوشیدنی پس از آب است .امروزه چای دم کرده یکی از پرطرفدارترین نوشیدنی های غیرالکلی در جهان است وتقریباً مصرف آن هم ردیف بامصرف قهوه (کافه)است.]23[
چای ارزش غذائی فراوانی دارد زیرا علاوه بر کافئین و پلی فنول های اکسید شده ،مقادیری مواد پروتئینی وهیدرات های کربن نیز دارد و به همین سبب ارزش واقعی گرمازائی یک فنجان چای حدود 4کیلوکالری (170گرم) است .چای ویتامین های متعددی دارد که جزو ویتامین Bمرکب محسوب می شوند .چای بر حسب خشک کردن انواع مختلفی دارد چای سبز،چای سیاه ونیمه تخمیری]5[
مصرف تیانین موجود در چای، در کاهش میزان فشارخون بالا مؤثراست.چای واژه ای است چینی و در گویش چینی جنوبی چای تلفظ می شود وبا همان تلفظ چای وارد زبان فارسی شده است.در گویش چینی شمالی،تی تلفظ می شودو ارتفاع آن گاهی تا8 متر می رسد.چای تقریباً بدون چربی است ودارای طعمی کمی تلخ و گس است ومهم ترین خواص آن عبارتند ازضدافسردگی ضدقند خون،ضد باکتری ،ضد سرطان ،ضد ویروس ،مقوی قلب،محافظ کبد ،کاهنده ی پرفشاری خون ،کاهش دهنده ی چربی خون ،کاهش دهنده ی تری گلیسیرید و جلوگیری از پوسیدگی دندان]4[
1-2تاریخچه پیدایش چای
بر اساس قوانین بین المللی ،نامگذاری گیاهی ،نام علمی صحیح چای ،کاملیا سینن سیس Camellia sinen sis میباشد ،بدین ترتیب تمام انواع چای را متعلق به یک گونه میدانستند که در آن دو واریته به نام چای چینی شناخته شده بود ،متعاقب این اقدامات Kitamura در سال 1950 واریته چینی راCamellia sinen sis Var sinensis و واریته آسامی را Camellia sinensis Var assamia نام گذاری نمود.آنچه برای چایسازی کشت می شوند عبارتند از چای آسامی ،چای چینی،چای کامبوجی.]1[
چای در چین از زمان های بسیار دور مورد استفاده قرار می گرفته است وشهرتش متوجه این کشور می باشد . چای در چین قبل از تاریخ مسیح شناخته شده است ،داستان اکتشاف اتفاقی چای بدین شرح است که زمانی یک دانشمند دوره ی باستان مشغول جوشاندن آب برای غذای بعدازظهرش بود که ضمن قراردادن هیزم درآتش(شاخه ها یی از یک بوته چای ) مقداری از برگهای شاخه ،داخل ظرف آب افتاد ،پس از اینکه این شخص جرعه ای از آن رانوشید احساس نشاط به اودست داد که تأثیرآن اورا وادار به استفاده مداوم از این نوشیدنی نمود .از این رو ،این دست یافته،دست به دست گشت تا اینکه در سراسرکشور رواج یافت.
برای اولین بار توسط کینگ لونگ درقرن 4، خواص پزشکی این گیاه کشف و بررسی شد.در ابتدا ،چای بین عوام مرسوم نبود و به عنوان نوعی دارو در طبقات بالاتر اجتماع مورد مصرف قرار می گرفت .
پس از اینکه ویکویو،طرز تهیه چای را به مرحله ی اجرا در آورد این نوشیدنی به تدریج از طبقات بالاتر به عوام انتقال یافت .مصرف سالانهء جهان در حدود چهار میلیون تن می باشد که 70% آن را چای سیاه و 30% آن را چای سبز تشکیل می دهد . ]5[
1-3مشخصات گیاه شناسی
چای ،گیاهی است از شاخه نهاندانگان،یک پایه و از رده دولپه ای ها واز راسته پارتیال و از خانواده تیاسه وجنس کاملیا، خزان ناپذیر و همیشه سبز که در حالت طبیعی خود به صورت دیپلوئید می باشد .چای در مناطقی که هوای گرم داشته باشد رشد می نماید ،از این نظرمیتوان چای را از لحاظ سازگاری با اقلیم، گیاهی گرمسیری به حساب آورد.چای که به زبان انگلیسی teaو به زبان چینی --،chai نامیده میشود به صورت درخت یا درختچه است و مخصوص مناطق استوایی و یا اطراف آن است .]1[
گل چای که در شکل2-1نشان داده شده است به صورت تک تک یا دوتایی و گاهی به صورت دسته های پنج تایی دیده می شوند. رنگ گلها سفید است و کاسه گل براق و دارای 5-7کاسبرگ است.گلبرگ ها به تعداد 5تا7 و به شکل بیضی و محدب به خارج است و در پایه با هم وبا پرچم متصلند .تعداد زیادی پرچم و تخمدان وجود دارد.]1[

شکل1-1 :گل چای کاملیا[1]
1-4ترکیبات چای
چای دم کرده نه تنها دارای طعم وبوی خاصی است،آن هم چنین اثرات فیزیولوﮊیکی وعملکردی فراوانی دارد.باتوجه به ترکیباتی که درون آن وجود دارد مانند پلی فنول ها(اصطلاحی است جامع و شامل تعداد زیادی ازترکیبات آلی معطر یا سری بنزن )،آمینواسیدها ویتامینها،کربوهیدرات ها ،کافئین وتیانین ها.
زمانی که چای با غلظت مناسب دم بکشد ،تنها محتوی نیمی از کافئین یک فنجان قهوه است فعالترین ترکیبات موجود در چای ،پلی فنول ها هستند که خواص درمانی چای ،ناشی از وجودآنهاست.]23[
غلظت ترکیبات شیمیائی در برگهای جوانتر برای تولید چای سیاه ،ایده آل است . برگهای ضخیم تر و ساقه ها دارای غلظت کمتری از آنزیمها و سایر ترکیبات می باشد ،این مطلب بیانگر این است که برگهای خیلی ضخیم و خشبی برای تولیدچای سیاه استاندارد مناسب نیست.]1[
1-5چگونگی پرورش آن در ایران
کشت چای در ایران به وسیله حاج محمدحسین اصفهانی در سال 1261 هجری شمسی مقارن با سلطنت ناصرالدین شاه آغاز گردید ولی به عللی رواج نیافت .سرفصل شروع کشت چای در ایران در سال 1279 هجری شمسی به همت و کوشش شخصی به نام محمد میرزا ملقب به کاشف السلطنه ارتباط دارد ودر واقع نامبرده ، بانی کشت چای در ایران می باشد .
در ابتدای توسعه کشت چای، کارخانه ای وجود نداشت و کشاورزان با وسایل بسیار ساده و ابتدائی و با دست ،برگ سبز چای را تبدیل به چای خشک می نمودند .به تدریج با توسعه سطح زیر کشت و افزایش محصول، دولت درصدد احداث کارخانه بر آمد ودر سال 1311 شمسی اولین کارخانه چایسازی در شهر لاهیجان (کارخانه کنونی فجر لاهیجان )احداث شد و پس از آن نیز هفت کارخانه دولتی دیگر در مناطق مختلف چایکاری ومتعاقب آن چندین کارخانه دیگر توسط بخش خصوصی احداث گردید.]1[
1-6 ارقام چای قابل کاشت در ایران
چای گیاهی است که در همه نوع آب وهوا به شرط عدم وجود خشکی های فوق العاده و همچنین عدم وجود سرمای زیاد رشد می نماید .این گیاه در جهان از ارتفاع 2 متر سطح زیر دریای آزاد تا ارتفاع 2500متر از سطح دریا قابل رویش می باشد . ارقام چای موجود در ایران از نوع هیبریدهای چینی وآسامی است که با شرایط آب و هوای شمال کشور سازگاری پیدا نموده اند و اصولاً نوع چینی گیاه چای به علت هماهنگی بیش تر با شرایط جوی در شمال ایران انتشار یافته است .
1-7 کاشت چای
جهت احداث باغ چای می بایستی وضعیت منطقه ، مورد مطالعه قرار گرفته و در انتخاب مکان برای چایکاری باید به شرایط آب و هوایی و وضعیت خاک دقیقاً توجه نمود چه آنکه چای گیاهی است دائمی و وقتی یکبار کشت گردد میتواند تا حدود یکصد سال عمر نماید .
در حاشیه دریای خزر به علت رطوبت نسبی بالا و پوشش ابر مداوم ، کمی ارتفاع ، دمای هوای معتدل وچون دامنه گرمای آن محدود میباشد ودارای تابستان های گرم و مرطوب (شرجی)و زمستانهای معتدل است ویخبندان طولانی به ندرت اتفاق می افتد بنا براین این منطقه ازلحاظ آب و هوایی ،منطقه ای مناسب جهت کشت چای می باشد. مناطق چایکاری ایران منحصراً در شمال کشور وحدود 85 درصد از باغات چای در استان گیلان که دارای آب وهوای معتدل خزری است و مابقی در استان مازندران قرار دارد .
1-7-1 عوامل موثر در رویش گیاه چای
1-7-1-1 درجه حرارت
یکی از عوامل مؤثردر آب و هوای منطقه کشت چای ،درجه حرارت محیط است چنانچه بررسی ها نشان می دهد اگر اختلاف درجه حرارت در ماه های گرم سال با ماه های سرد سال بیش تر از 11 درجه باشد بوته های چای دارای یک دوره توقف رشد خواهند بود و یا رشد آنها کمترخواهد بود. حداقل رطوبت نسبی برای رشدچای 65 الی 70 درصد ، حداکثر 90 الی 95 درصد و حداقل درجه حرارت در طی دوره برداشت 10 و حداکثر 32 درجه سانتیگراد می باشد .
1-7-1-2 نور
علاوه بر درجه حرارت ،نور نیز در رشد گیاه چای اهمیت زیادی دارد .در ایران در طی دوره برداشت اگر حرارت و رطوبت کافی و نور لازم برای رشد گیاه تأمین باشد به فاصله هر 10 الی 12 روز یک بار جوانه ها آماده برگ چینی می شوند .
2-7-1-3 میزان آب
حداقل بارندگی سا لانه که برای کشت موفقیت آمیز چای کافی شمرده می شود درحدود1200 میلیمتر می باشد . چای همانند سایر گیاهان به آب کافی نیاز دارد .بهترین روش آبیاری باغات چای سیستم آبیاری بارانی است وهمچنین چای نیاز به هوای گرم و مرطوب دارد و هرچه رطوبت بیش تر باشد محصول بیش ترخواهد شد.
1-7-1-4 کود
با توجه به محصول چای که شاخساره های لطیف و آبدار (یک غنچه انتهایی و دو یا سه برگ پایینی) می باشد و دفعات برداشت ( دورهای برگ چینی ) گیاه چای ،ضرورت مقدار و نحوه استفاده از کودهای ازته حائز اهمیت می باشد .کود مورد مصرف در تمام دنیا برای چایکاری ، کودهای اسیدزای سولفات آمونیوم ،سولفات پتاسیم و سوپر سولفات است .عامل و عنصر کودی برای افزایش محصول چای ازت است .عموماً کود ازته مصرفی در باغ های چای ایران ،اوره با 46% ازت می باشد .]1[
1-8 برداشت محصول(برگ چینی):
برگ چینی یکی از مهمترین عملیات در کشت و تهیه چای است که میزان محصول نیز بستگی زیادی به آن دارد . حدود 42 درصد از عملیات تولید برگ سبز چای به برگ چینی اختصاص دارد و این امر نشانگر اهمیت این بخش از فعالیت های زراعی در افزایش کیفیت محصول است .
برای چایسازی فقط باید از جوانه های لطیف ، جوان و شاداب استفاده نمود ،بدین جهت در موقع برگ چینی باید منحصراً جوانه هایی راچید که در فاصله معین در سطح بوته ظاهر می شود . در هر دوره برگ چینی بایستی توجه گردد که تعدادی از برگهای مغذی در روی بوته باقی بماند چون این برگها حداکثر عملیات فتوسنتز را انجام می دهند . هر چه تعداد آنها بیش تر باشد به مثابه افزایش واحد های غذاسازی بوته می باشد .
در برداشت، اصولی است که باید مورد توجه و دقت نظر قرار بگیرد که یکی از آنها ،سطح برگ چینی میباشد که بایستی یکدست باشد تا کار به آسانی انجام بگیرد . مسئله بعدی ارتفاع برگ چینی است که خود مسئله مهمی است .تجربیات نشان می دهد که ارتفاع برگ چینی حدود 70 سانتی متر،مناسب بوده و کار را برای کارگران راحت تر می کند ودیگری باقی گذاشتن برگهای مغذی و نگهدارنده بوته است که از برداشت آنها بایستی خودداری کرد زیرا آنها در واقع واحد غذاسازی بوته هستند ومناسب ترین روش برگ چینی به وسیله دست است .
معمولاً برگ چینی در ایران فقط در 6 ماه از سال انجام میشود زیرا به علت کوتاه بودن طول روز و توأم با کاهش درجه حرارت در اوایل پاییز، رشد متوقف می شود . برگ چینی از اوایل اردیبهشت که پس از عمل هرس، جوانه در روی ساقه ظاهر می شود به تدریج انجام میشود ، اگر جوانه های آماده برای برداشت به موقع برگ چینی نشوند ساقه به تدریج چوبی شده و از لطافت و مرغوبیت برگها کاسته می شود واگر نور وحرارت و رطوبت (شرایط جوی) مساعد باشد هر 10-12 روز یک بار می توان برگ چینی نمود .
1-8-1انواع برداشت (چین)
در ایران برداشت محصول در سه چین عمده بهاره ،تابستانه و پاییزه صورت می گیرد .
چین بهاره
چین بهاره که از اوایل اردیبهشت ماه آغاز و تا پایان خرداد ماه ادامه دارد از نقطه نظر لطافت و عطر و طعم چای استحصالی معروف است .به طور کلی 45 درصد کل محصول سالیانه در فصل بهار به دست می آید.
چین تابستانه
چین تابستانه که بلافاصله پس از دوره استراحت بهاره آغاز میشود و از اواسط تیر ماه آغاز وتااواخر شهریورماه ادامه دارد.48 درصد کل محصول سالیانه درطی این برداشت جمع آوری میگردد و بهترین چای (زرین و پررنگ ) در سال در طی فصل تابستان به دست می آید.
چین پاییزه
برداشت پائیزه که از اوایل مهر ماه تا اوایل آبان ماه ادامه دارد به علت سرد شدن هوا ،مدت چین کوتاه و جوانه ها عموماً کوچک ،سبک و مقدار آن کمتر از دو چین دیگر است وازنظر کمی و کیفی نسبت به دو چین دیگر دارای ارزش کمتری است . به طور کلی در این مدت بین 6-7 درصد کل محصول سالیانه برداشت می شود .]1[
1-8-2 طول مدت برداشت( دوره برگ چینی )
شاخساره(شکل 1-2) که شامل یک غنچه و دو برگ است و از درختچه چای چیده می شود درفصل ها وماه های مختلف سال دارای رطوبت متفاوتی است.]24[
محصول چای حاصل رشد سرشاخه های جوان بوته های چای است که در فواصل زمانی معین و با توجه به شرایط جوی برداشت می شود .چنانچه شرایط جوی مناسب و رطوبت نیز به مقدار کافی در مناطق چایکاری شمال کشور تأمین باشد به فاصله هر 10الی 12 روز یک بار جوانه ها مجدداً آماده برگ چینی می شوند .
در جنوب هند و سریلانکا و کشور های آفریقائی که از خط استوا زیاد دور نیستند به علت کم بودن اختلاف حداکثر و حداقل حرارت سالیانه ،دوره بهره برداردی و تولید برگ سبز طولانی تر بوده و تقریباً در طول 12 ماه از سال می توان محصول برداشت کرد. در صورتی که در کشورهایی مانند ایران، ژاپن ، چین ، شوروی و ترکیه به علت اختلاف بیشتر بین حداکثر و حداقل درجه حرارت سالیانه،طول مدت برداشت محصول در سال حدود 6-7 ماه است .دوره های برگ چینی به طور عمومی در طول آب و هوای مرطوب کوتاهتر و در آب و هوای خشک طولانی ترهستند.

شکل1-2 :نمایی از یک شاخساره[1]
1-9 نکاتی برای داشتن چای مطلوب
متأسفانه در سال های اخیر افزایش میزان برگ سبز برداشت شده از باغ های چای کشور حالت تصنعی داشته و همراه با افت کیفیت بوده است .برداشت نادرست محصول چای سبب گردیده که نه تنها بوته های چای دچار آسیب جدی شوند بلکه برگی روانه کارخانه می گردد که دارای ساقه های خشکیده و برگ های خشبی و پیر گیاه است . بدیهی است که برای تولید یک محصول استاندارد و ارائه چای با کیفیت ،باید ماده خام ( برگ سبز) مناسبی فراهم نمود .
از آنجا که چای نوشیدنی مورد علاقه اکثر مردم است برای تهیه یک چای خوب کارهای مختلفی باید انجام شود . یکی ازمهم ترین این کارها ،چیدن برگهای چای و بردن آنها به کارخانه چایسازی است .اگر در این کار دقت نشود برگ سبز چای صدمه دیده وتا رسیدن به کارخانه ضایع می شود . از برگهای آسیب دیده هم نمی توان چای خوبی آماده کرد .برگ سبز چای از لحظه چیدن تا بردن به کارخانه ممکن است آسیب ببیند .در سه مرحله ممکن است این اتفاق بیفتد .
برگ چینی
در مرحله ی برگ چینی اگر شاخساره ها ی چیده شده به جای آنکه تک تک برداشت شوند، مشت مشت و با هم چیده شوند برگ های لطیف آسیب می بینند . کارگران برگ چین تعداد زیادی شاخساره را در دست نگه می دارند تادر زمان کمتر،برگ بیش تری چیده باشند با این کار ،برگها بر اثر فشار آسیب می بینندومواد شیمیایی درون آنها که باعث ایجاد عطر وطعم در چای خشک میشود از بین می رود .هم چنین وقتی سبد برگ چینی مناسب نباشد.
در مرحله جمع آوری برگهای چیده شده
چایکاران بعد از برگ چینی ،برگها را روی زمین پخش می کنند تا آن ها را داخل کیسه ها یا زنبیل های مخصوص حمل برگ بریزند و به کارخانه ببرند.اگردر این شرایط برگ ها ، مدتی درمعرض تابش آفتاب قرار بگیرند ،تاحدی پلاسیده می شوند .همچنین ممکن است ریختن وجمع کردن برگ ها از روی زمین باعث مخلوط شدن سنگ ریزه و مواد دیگر با برگ های چای شود .
بعضی اوقات مقدار زیادی برگ را با فشار درون کیسه ها جای می دهند و با این کار مانع ورود هوا به درون کیسه وزخمی شدن برگ ها می گردند ،در این صورت دما در داخل این کیسه ها بالا می رود که اگر مراقبت نکنند باعث داغ زدگی و قرمز شدن برگ ها خواهد شد .حداکثر دمای داخل این کیسه ها نباید از 35 درجه سانتی گراد بیش تر شود .
اضافه کردن آب به برگها در این مرحله برای ایجاد شادابی ظاهری در برگها یاجبران کاهش وزن کیسه ها در کارخانه ، اشتباه بزرگی است که هم چای را آلوده می کند و هم ضرراقتصادی آن از خرید چند کیسه یا کسر وزن برگها بیش تر است .
در مرحله حمل ونقل برگهای چای به کارخانه
چون اکثر باغ های چای در نقاط مختلف پراکنده هستند(70درصد از باغ هادر مناطق کوهپایه قرار دارند) و مساحت آنها کوچک است ،توجه به شرایط وسیله نقلیه ،کیسه های حمل برگ ،مسافت ومقدار برگی که بارگیری می کنند در آسیب دیدن برگها مهم است .
اگر کیسه های حمل برگ را به تعداد زیاد روی هم قرار دهند یا آنها را به صورت فله روی سطح بارگیری وسیله نقلیه بریزند به برگها به شدت آسیب واردمی شود.بایستی توجه کرد کیسه های حمل برگ ، زبر وبدون منفذ نباشد .
گاهی رقابت بر سر حمل برگهای چای باعث می شود مقداری از برگها بعد از گذشت زمان طولانی به کارخانه برسند و شادابی و طراوت خود را از دست بدهند ،به این ترتیب وقت و هزینه سوخت وسیله نقلیه هدر می رود .ضمن این که کارخانه چای سازی مجبور می شود بیش تراز ظرفیت خود برگ تحویل بگیرد و نتواند چای خوبی بسازد .]1[
1-10 خشک کردن
هدف اصلی از خشک کردن مواد این است که بتوان آنها را برای مدت طولانی تری ذخیره کرد وامکانات بسته بندی را به حداقل رساندوهم چنین کاهش وزن آن است.
یکی از روش های قدیمی خشک کردن ،خشک کردن در فضای باز به کمک خورشید بود که برای خشک کردن سبزیجات ،میوه ها وسایر محصولات کشاورزی استفاده می شد.اما این روش همواره برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب نبود ومشکلات بسیاری وجود داشت که مهم ترین آنها،نداشتن توانایی کنترل کردن کامل عملیات خشک کردن،طولانی بودن زمان خشک کردن ،آب وهوای نامعلوم ،هجوم حشرات و مخلوط شدن با گردوغبار وسایر مواد خارجی بود .اما امروزه فرآیند خشک کردن صنعتی این مشکلات را برطرف کرده است.]22[
خشک کردن به عنوان یک فرآیند حذف رطوبت به دلیل انتقال همزمان جرم وحرارت ،تعریف می شود .این فرآیند پیچیده به عامل های متفاوتی مانند سرعت و دمای هوا ،رطوبت نسبی هوا،شدت جریان هوا،ماهیت فیزیکی ومیزان رطوبت اولیه مواد خشک شونده بستگی دارد .]3[
در طی عمل خشک کردن مواد،که فرآیندی پیچیده است ، انتقال حرارت و جرم به صورت همزمان در داخل مواد جامد و در لایه ی مرزی عامل خشک انجام می شود. در حالت کلی شرایط خارجی و ساختار داخلی مواد تری که خشک می شوند ، اثر مهمی در عمل خشک کردن دارند.این عوامل در مراحل مختلف خشک کردن ، اثر متفاوتی دارند.فرآیند خشک کردن معمولاً به معنی تبخیر رطوبت مواد است.]3[
سینیتیک خشک شدن درباره ی تغییرات زمانی مقادیر متوسط رطوبت و درجه حرارت ماده بحث می کند. سینیتیک خشک شدن،مقدار رطوبت تبخیرشده ،زمان خشک شدن ،انرژی مصرفی وسایر مشخصات راتا حدامکان فقط به کمک خواص فیزیکی – شیمیایی مواد تعیین می کند.
شدت خشک شدن که منعکس کننده تغییرات مقداررطوبت ماده نسبت به زمان است، شدیداً تحت تأثیر پارامتر هایی ازفرآیند خشک شدن، ماننددرجه حرارت، رطوبت وسرعت هوا میباشد.]3[
گرم کردن مواد تر شدیداً به سینتیک خشک کردن بستگی دارد . حرارت داده شده به موادی که باید خشک شوند عموماً از طریق جابجایی ،هدایتی و تشعشعی تأمین می شود وبرای تبخیر رطوبت و بالابردن درجه حرارت مواد مصرف می شود .
مقدار رطوبت مواد در فرآیند خشک کردن و به خصوص رطوبت نهایی ، یکی از پارامترهای بسیار مهم در فن آوری خشک کردن است . کم خشک شدن مواد ممکن است باعث تشکیل کپک،رشد باکتریها و کلوخه شدن ذرات شود و بیش از حد خشک کردن ممکن است باعث از بین رفتن کیفیت مواد و مصرف زیادانرﮊی گردد.
آگاهی از رفتارخشک کردن،در طراحی،شبیه سازی وبهینه سازی فرآیندخشک کردن اهمیت دارند.]3[
1-10 -1 انواع چای
قبل از بررسی مراحل خشک کردن چای ،مختصری در مورد انواع چای توضیح میدهیم.چای براساس نحوه ی خشک کردن به چنددسته تقسیم میشود.
1-چای سبز2-چای نیمه تخمیری3-چای سیاه .اختلاف بین نوع چای ،نه به خاطر انواع آن ها ،بلکه بیش تر براساس مراحل خشک کردن آن است.چای سبز ،چای بدون تخمیربوده که رنگ آن بدون تردید سبز بوده ، به جهت اینکه کلروفیل آن توسط آنزیم تجزیه نشده است .لذا چای سبز بدون استفاده از آنزیم تولید می شود. چای از انواع و نژادهای مختلف برخوردار می باشد که در میان آنها انواعی که شامل اسید آمینه فراوان و کمی تیانین باشند برای چای سبز مناسب می باشند و انواع دیگر که مملؤ از تیانین باشند برای چای سیاه مناسب هستند.
چای سبزبه طور متوسط حدود 25درصد کل تولید چای در جهان را تشکیل می دهد که در تهیه چای سبز عمل تخمیر انجام نمی شود.میزان کلی آمینواسیددر چایسبز بیش تر از انواع دیگر چای است . بین کیفیت چای سبز و میزان آمینواسید موجود در آن رابطه ای وجود دارد . تیانین موجود درچای سبز باعث کاهش فشارخون وجلوگیری از سرطان و تومورمی شود تیانین در فرم بدون پروتئین (آزاد) چای وجود دارد ومهم ترین آمینواسید آزاد در چای است.چای سبز حاوی 300تا400 پلی فنول و50تا100میلی گرم کافئین در هر لیوان است.] 5،23[
چای oo-longچای نیمه تخمیری است .
چای سیاه یاهمان چای تخمیرشده ،چایی است که تمام مراحل خشک کردن چای را پشت سر گذاشته باشد .درابتدای ساخت چای سیاه ،عمل پلاس و مالش درمورد برگ ها صورت می گیرد وسپس برگ ها را در فضای با حرارت ملایم به مدت 5/2الی 4ساعت قرار می دهند که این قسمت به مرحله ی تخمیر معروف است . پس از 6ساعت ،اسیدآمینه) اسپرآﮊین)شروع به فعالیت می کند که در طعم وعطر چای تأثیر دارد .
تیانین وسایر مواد اصلی چای به خاطر فعالیت آنزیم اکسیداسیون،اکسید می شوند .درنتیجه رنگ برگ ها به طور کاملاً قهوه ای یا قرمز در می آید وطعم آن در چای سیاه افزایش می یابد. کافئین که مزه ی تلخی دارد تأثیر ناچیزی درمزه ی چای دارد ویک ماده ی محرک درچای محسوب می شود .طی مراحل تولید چای سیاه ، آنزیم های خاص متنوعی فعالیت دارند .آنزیم مهم در ساخت چای ، آنزیم پلی فنل اکسیداز می باشد که توانایی اکسیداسیون پلی فنل های موجود دربرگ رادارد. ]5[
1-10-2 روش های تولید چای
1-روش رسمی یا ارتدکس
2- روش CTCیا غیرارتدکس
بیشترین چای تولیدی جهان چای سیاه یا معمولی است که پس از انجام کامل تمام مراحل چایسازی بدست می آید.اگرتمام مراحل چایسازی شامل پلاس ،مالش ،تخمیر وخشک کردن به روش معمول انجام گیرد چای سیاه بدست آمده را چای ارتدکس می نامند .روش رسمی یا ارتدکس که درکشور ما هم مرسوم است تنها درمرحله ی مالش با CTC تفاوت دارد. نوع دیگرچای سیاه، چای CTCمی باشد که با استفاده از ماشین های جدید ،برگ های پلاسیده شده یا کم پلاسیده شده تغییر شکل یافته،مختصری تخمیر می شوند وپس از آن خشک می شوند .با این روش یکی از طولانی ترین مراحل چایسازی که همان مرحله پلاس می باشد تقریباً حذف شده ومرحله مالش و تخمیر تلفیق شده وبه حداقل مدت کاهش می یابد .این نوع چای راکه اصطلاحاًچای CTCمی نامند از نظر شکل ظاهری ،شباهت زیادی به چای ارتدکس ندارد زیرا دانه های آن بسیار خردشده ،شکسته وپیچیده می باشند.]4[
1-10-3 مراحل تولید چای در کارخانه
مراحل تولید چای به چهار قسمت تقسیم می شود.
پلاس
مالش
تخمیر
خشک
1-10-3-1 پلاس
برگ تازه چای که 75 الی 80 درصد آب دارد در این مرحله در معرض جریان بادسرد وگرم قرار می گیرد تا رطوبت آن کاهش یابد وهم چنین برگ به صورت مچاله شده یا پلاسیده درمی آید. به این دلیل چای را ابتدا بادسرد می دهند چون احتمال دارد اگر ابتدا چای در معرض بادگرم قرار گیرد دچار سوختگی شود .
دراین مرحله برای پلاس از محفظه های بزرگ مستطیل شکل استفاده می شود که به آن تراف می گویند.ظرفیت تراف تقریباً 700 الی800کیلوگرم میباشد که ابعاد آن به این شرح است: 16مترطول،5/1مترعرض،5/0متر ارتفاع.صفحه ی تراف، توری شکل می باشد وبرای آنکه چای از آن نریزد، روی آن رابا گونی می پوشانند .هوای گرم ویا هوای سرد از زیر توری وبه وسیله ی کانال هوا برروی برگ چای جریان می یابد.مهم ترین تغییری که در این مرحله رخ می دهد از دست دادن رطوبت برگ و پژمرده شدن آن می باشد که پلاس فیزیکی نامیده میشود .تغییرات شیمیایی که در برگ رخ می دهد به حداقل 6 ساعت زمان نیاز دارد .

شکل 1-3 :نمایی از دستگاه پلاس[1]
تغییرات شیمیایی مختلفی در این مرحله درون برگ رخ می دهد که مهم ترین آنها عبارتنداز:
1.شکسته شدن مولکولهای بزرگتر به واحدهای کوچکتر که نتیجه آن:
1-1افزایش اسید آمینه
2-1افزایش ترکیبات عطری
2.افزایش مقدار کافئین (که مسئول خواص محرکه نوشابه چای است)
3. افزایش نفوذپذیری دیواره ی سلولی ،این تغییر در مراحل بعدی چای سازی مهم است .
عوامل مؤثردر میزان رطوبت برگ چای
در ماه های اردیبهشت ،تیر،شهریور ومهر مقدار آب در برگ چای بیش از ماه های دیگر است.در ماه های اردیبهشت ،شهریور و مهر بستگی به بارندگی فراوان ودر تیر ماه بستگی به بوته هایی دارد که قبلاً هرس شده اند ودرتیر ماه بهره برداری آن آغاز می شود.
هم چنین مقدار آب در برگ چای در طول روز یعنی صبح تا عصر متفاوت است ،دادن کود شیمیائی ازت هم یکی دیگر از عواملی است که در مقدار آب موجود در برگ چای مؤثراست .
1-10-3-2 مالش
دراین مرحله ،دردستگاه مالش ،چای خرد می شود.عمل اصلی این مرحله بیرون آوردن شیره سلولی وپوشیده شدن سطح برگ مالش خورده ازآن می باشد .این شیره روی سطح برگ مالش خورده خشک شده و سبب مشکی شدن چای می گردد .
این دستگاه یک استوانه ی عمودی است که همراه با صفحه ی زیرین خود دردومحور مختلف می چرخندوباعث خردشدن چای می شوند.در عرض25الی 30دقیقه ،150 کیلوگرم برگ چای پلاس شده ،مالش داده می شوند.

شکل1-4:نمایی از دستگاه مالش[1]
هدف از عمل مالش تخریب دیواره ی سلولی برگ و مخلوط کردن اجزاء شیمیایی درون برگ با آنزیم هاست.مقدار قابل ملاحظه ای گرما در این مرحله به وجود می آید که باید دقت کرد مقدار دمای برگ از 95 درجه فارنهایت تجاوز نکند چون در این دما واکنش های نا مطلوبی رخ می دهد که کیفیت چای را پایین می آورد.پس از هربارمالش ،چای غربال می شود تادراندازه های مختلف به مرحله ی خشک برود.مالش چای درسه نوبت انجام می شودواز زمان مالش تا خشک 5/2تا 4 ساعت به آن زمان میدهند که به آن زمان اکسیداسیون یا تخمیر گویند که برای طعم ورنگ چای بسیارمهم می باشد.
1-10-3-3 تخمیر
تخمیرچای عبارت است از یک فرآیند آنزیمی که در خلال آن مواد شیمیائی متشکله برگ سبز چای،پس از متلاشی شدن، اکسیده می شوند وبرای این کار به اکسیژن احتیاج دارند.
هدف از تخمیر ،آن است که تغییرات لازم برای خوش طعم ساختن نوشابه چای فراهم شود.
چای تخمیرنشده دارای یک طعم خام است که به آن طعم متالیک گویند .در اثناء تخمیر، تغییرات پیچیده ای به وقوع می پیوندد که تأثیر عمده ی آن ،دادن وضعیت کاملاً مصنوعی به چای می باشد.
هنگامی که فرآیند اکسیداسیون وتغلیظ ادامه می یابد ،لیکور(نوشابه) چای نیز خوشرنگ تر وکیفیت هم تکمیل می گردد ،اما فراتر از حد معینی از فرآیند تخمیر،کیفیت به همراه افزایش رنگ شروع به تنزل می نماید .
هنگامی که تخمیرفراتر از حد متعارف ادامه داشته باشد لیکور آن ملایم می گردد. بنابراین از طریق کاهش یا افزایش زمان تخمیر می توان رنگ و کیفیت آن را متناسب با احتیاجات مختلف تغییر داد . اگر زمان تخمیرطولانی تراز حد متعارف شود منجر به رنگ بیش تر وکیفیت کمتر خواهد شد اگر زمان تخمیر کوتاه باشد رنگ کمتر ودر عوض کیفیت بیشتر می شود.
1-10-3-4خشک
عواملی که بر روی فرآیند خشک کردن چای و در نتیجه کنترل شرایط مذکور تأثیر می گذارد عبارتند از:
حجم هوای وارده
درجه حرارت هوای وارده به ماشین خشک
مقدار برگ وارده به ماشین خشک
زمان لازم برای خشک کردن
هدف اصلی از این مرحله ،متوقف ساختن تخمیر و کاهش مقدار رطوبت برگ حدوداً تا 3 درصد است که این مقدار،سطح مناسبی برای ذخیره سازی چای می باشد . لذا درجه حرارتی که برگ تخمیر شده بایستی در معرض آن قرار گیردباید در حدی باشد تا از فرآیند تخمیر جلوگیری به عمل آورد. درغیر این صورت تخمیر با سرعت بیش تری ادامه خواهد یافت که این حالت موجب ملایم شدن لیکور ونیز فقدان مواد قابل حل وروغن های معطر می گردد،عموماً به این حالت عنوان(آهسته جوشیدن) اطلاق می شود .
برای جلوگیری از تخمیر اضافی، یک درجه ی حرارت حداقل حدود 140درجه فارنهایت مورد نیاز است.این شرایط هنگامی تأمین می گردد که حرارت هوایی که از مرحله ی خشک خارج می گردد تقریباً در حدود 125 درجه فارنهایت باشد.حتی در این صورت نیز آنزیم ها سریعاًو کاملاًاز بین نمی روند ،مقداری اکسیداسیون نیز روی می دهد،اما چنین به نظر می رسد که این عمل لیکور را کاملاً خوش طعم می سازد .از طرف دیگراگر درجه حرارت خیلی بالا باشد تخمیر آن چنان متوقف می گردد که چای مزه ی تلخی به خود می گیرد ،هم چنین احتمال وقوع پوسته بستن نیز وجود خواهد داشت.
مکانیسم دستگاه های خشک به صورتی است که معمولاً از یک طرف هوای گرم باحرارت بیش تر وارد واز طرف دیگر با حرارت کمتر خارج می شود که به ترتیب به عنوان هوای ورودی وهوای خروجی نامیده می شود،برای خشک کردن چای ،درجه حرارت ورودی باید 220درجه فارنهایت ودرجه ی حرارت خروجی 125-130 درجه فارنهایت باشد.
درمحل تغذیه ماشین خشک، هوای خروجی جریان دارد ،دراین صورت برگ ابتدا با هوایی که دارای حرارت کمتری است در تماس بوده وبه تدریج در معرض هوای گرم قرار می گیرد .مدت زمانی که چای وارد دستگاه می شود تازمانیکه از دستگاه خارج می گردد قابل تنظیم است.بدین ترتیب که با زیاد کردن حرارت،سرعت را نیز افزایش داده وبا کم کردن حرارت ،سرعت را کاهش داده که البته در مقدار چای خشک شده تأثیر مستقیم دارد .
بدیهی است که یکی از مهم ترین پارامتر هایی که درمرحله ی خشک مؤثر است ،قطر برگ تخمیر شده می باشد.اگر قطر خیلی زیاد باشد مانع ردشدن هوای گرم شده واین تأثیر در حرارت خروجی می گذارد .هم چنین هرچه قطر برگ زیاد باشد ،سرعت تبخیر کاسته می شود. معمولاً چای را در دو نوع خشک می کنند:یک خشکی و دوخشکی.
چای پس از خشک شدن در کارخانه ، به انواع مختلف تقسیم می شود :
خاک چای ، قلمی(عطر خوب) ، شکسته (رنگ خوب) ،باروتی .]5[
چای قلمی (دیر دم با ماندگاری بیشتر )چای شکسته (باب تبع ذائقه های متنوع )باروتی (زود دم و پررنگ)برگهای خردشده به شکل ساچمه ای دارند.]4[
بهترین شرایط برای نگهداری چای خشک این است که رطوبت این فرآورده بین 3 تا 5 درصدباشد و انباری که چای خشک در آن نگهداری می شود دارای درجه حرارتی زیر30درجه سانتی گراد باشد]1[
1-11خشک کن
ابعاد خشک کن بستگی به نیازهای ساختاری به خصوصی دارد که در هر خشک کن لازم است توسط مهندس طراح در نظر گرفته شود .یکی از جنبه های مهم فن آوری خشک کردن ، به خصوص برای فرآیند های صنعتی ، مدلسازی ریاضی فرآیند خشک کردن و وسایل مورد نیاز است هدف از مدلسازی این است که مناسب ترین روش خشک کردن و هم چنین بهترین شرایط عملیاتی را برای به دست آوردن یک محصول معین بتوان انتخاب کرد.
با وجود اینکه خارج کردن رطوبت از مواد تر را می توان از طریق فرآیند های آب زدایی مکانیکی مانند صافی گذراندن و یا فشرده کردن نیز انجام داد اما فرآیند خشک کردن معمولاً به معنی تبخیر رطوبت مواد در فرآیند همزمان انتقال جرم و حرارت می باشد .
تعداد بسیار متنوع موادی که لازم است خشک شوند از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی با هم کاملاً متفاوتند . همچنین طرق مختلف حرارت دهی برای فرآیند خشک کردن وجود دارد . بنابراین بسیار مشکل است که بتوان همه ی روش های ممکن برای خشک کردن را دسته بندی کرد . باوجود این تعدادی از روش های پایه ای و معمول خشک کردن را که در صنایع به کار می روند می توان مجزا و دسته بندی کرد .
معمول ترین روش خشک کردن ،خشک کردن از طریق جابجایی است که در این روش، حرارت محسوس محیط از طریق انتقال حرارت با جابجایی به سطح ماده تر داده می شود . عامل خشک کننده (هوا) از روی ماده تر یا از درون آن عبور داده می شود تا رطوبت ماده را تبخیر کند واز ماده دور سازد .
در میان روش های جدید خشک کردن ،خشک کن های با بستر سیالی از اهمیت و جایگاه خاصی برخوردارند .از این روش اصولاً برای مواد دانه ای استفاده می شود ، با این حال ، این نوع خشک کن برای موادی به صورت محلول وخمیری وسیالی نیز بکاربرده می شود.
فناوری سیال سازی یکی ازروش هایی است که به طور گسترده در خشک کردن مواد غذایی و کشاورزی استفاده می شود . روش بستر سیال به عنوان یک روش آرام و یکنواخت خشک شدن شناخته شده است که قابلیت کاهش رطوبت مواد را با بازده بالا دارد .مشخصه ی این فرآیند به کارگیری مواد ی با رطوبت بالا و کنترل حرارتی مناسب به علت اختلاط مواد است.شکل زیرشکل کلی از یک خشک کن بستر سیال را نشان می دهد.

5شمایی از خشک کن بستر سیال]2[
در این نوع خشک کن،ذرات جامد بر روی صفحه توزیع کتتده گاز قرار گرفته اند و جریان گاز سیال ساز،از قسمت پائین بستر ذرات جامد واز میان صفحه توزیع کننده عبور کرده و به طور یکنواخت در بستر پخش می شود.در سرعت های پائین،جریان گاز بستر ثابت می ماندو افت فشار در بستر با افزایش سرعت گاز ،افزایش می یابد.در واقع ،سیالی شدن تکنیک مورد استفاده در خشک کن های بستر سیال می باشدکه در آن جریانی از هوای گرم از میان ذرات جامد با سرعت بالا عبور می کند حداقل این سرعت که مینیمم سرعت سیالی شدن می باشد،مقداری است که به واسطه آن نیروهای اصطکاکی بین ذرات جامد و جریان سیال،با وزن کل بسترذرات برابری کند،که در این شرایط افت فشار،با افزایش سرعت گاز در سرتاسر بسترثابت می ماند.
از مزایای اصلی خشک کن هایی با بستر سیالی می توان موارد زیر را نام برد :
یکنواختی میزان رطوبت محصول: از این رو می توان محصول را با دمای زیاد خشک کرد بدون این که محصول بیش از حد خشک شود .
ظرفیت بالای خشک کن: به علت انتقال مناسب تر جرم و حرارت و بکارگیری مخزن خشک کن کوچکتر ودر نتیجه صرف هزینه کمتر
سیال بودن بستر :عملکرد دستگاه (تعمیر وسرویس) را حتی در موقعی که دبی محصول زیادباشد (چندین صد تن در روز )ساده تر می کند
شرایط بسیار خوب انتقال حرارت و جرم
امکان بکارگیری منابع دیگر انرﮊی در آن
اختلاط خوب یا یکنواختی مواد در محفظه خشک کن
محدودیت های استفاده از خشک کن بستر سیال عبارتنداز: ]5[
1.بالابودن سرعت ظاهری گاز باعث اتلاف بیش از حد انرژی جنبشی می شود.
2.ماده ای که خشک می شودباید قابلیت سیالیت را داشته باشد.
3.اختلاط شدید وبرخورد ذرات باعث شکستن برخی از مواد شکننده می شود.
روش خشک کردن در این خشک کن ها ، بر اساس عبور دادن هوای داغ از میان توده موادی که در روی صفحه مشبک قرار گرفته اند استوار است .
خشک کن های سیالی هم به صورت مداوم و هم به صورت غیر مداوم می توانند کار کنند . نوع غیر مداوم آن در جایی به کار می رود که مقدار ماده ی خشک شونده کم باشد .اگر مقدار محصول بالا باشد از خشک کن های مداوم استفاده می شود .]3 ، 6، 25[
1-12نحوه کار با خشک کن آزمایشگاهی
با قراردادن نمونه ها در خشک کنی که در شکل 1-7 میبینید ، آزمایش شروع خواهد شد. چون در ابتدای آزمایش، تبخیر رطوبت بیش تراست و کاهش وزن بیش تری در ماده رخ می دهدوزن نمونه ها درابتدا ، هر 10دقیقه یک بار توسط ترا زوی دیجیتال با دقت 001/0 ∓اندازه گیری می شود و پس از آن هر 15دقیقه یک بار ، تا زمانی که برگ چای خشک شود .فرایند خشک کردن تازمانی که وزن نمونه ها تقریباً ثابت شود ادامه پیدا میکند (وزن نمونه ها تقرییاً به صفر برسد).شاخساره (یک غنچه و دو برگ) که از درختچه چای چیده می شوددر فصل ها و ماه های مختلف سال دارای رطوبت متفاوتی است. برگ های سبز چای از باغات چای واقع در شهرستان رودسر استان گیلان با عرض و طول جغرافیایی به ترتیب 26/50 و 12/37 برداشت و برگ هایی با شکل، اندازه و رنگ یکسان جهت همسانی نمونه ها انتخاب گردید.

1-6 نمونه برگ سبز چایسپس داخل بسته های پلاستیکی در داخل یخچال با دمای 4 درجه سلسیوس نگهداری شدند تا رطوبت در سطح همه برگها به صورت همگن شود. رطوبت متوسط نمونه ها 2/2 بر مبنای خشک بودند.پس از بیرون آوردن برگهای چای ازیخچال ورسیدن دمای آنهابه دمای محیط دردستگاه خشک کن پیشتازی که بدین منظورساخته شد، قرار گرفتند. دستگاه خشک کن که نمای شماتیک و عکس آن در شکل( 1-7 )آورده شده است از چهار قسمت اصلی تشکیل شده : 1- دمنده که هوا را از محیط مکیده و با سرعت حداکثرms 5/3 به داخل یک گرم کننده الکتریکی هدایت میکند.2-گرم کننده الکتریکی که شامل المنت های حرارتی با قدرت 3000 وات می باشد و می تواند هوای گرم تادمای 200درجه سلسیوس تولید کند. 3- دستگاه کنترلر دمای هوا ، قلب اصلی این دستگاه میباشدودمای هوای ورودی بستر را با دقت 1/0 درجه سلسیوس درمقداردلخواه ثابت نگه می دارد.4- محفظه خشک کن که ازشیشه ای استوانه ای شکل به قطر 8/7 سانتی متر ساخته شده ومواد برای خشک شدن درداخل این قسمت قرارداده می شوندویک روزنه دروسط می باشد که برای کنترل دمادرمیان بسترمیتواندمورداستفاده قرارگیرد.سرعت هوا نیزتوسط دستگاه سرعت سنج بادقت /0±متر بر ثانیه اندازه گیری گردید.
نمونه ها در داخل دستگاه خشک کن قرار داده شدند بدین صورت که در هر آزمایش یک نمونه از ماده به نخی آویزان شد و وزن نخ و برگ به صورت مجزا یادداشت و داخل دستگاه خشک کن به صورت آزاد رها شد. وزن و دمای سطح نمونه ها در بازه های زمانی متفاوت به ترتیب توسط ترازوی دیجیتال با دقت001/0 ±گرم(شکل1-8) و دما سنج اشعه ای با دقت 1/0 ± درجه سیلسیوس (شکل1-9)اندازه گیری شد و در انتهای بازه زمانی خشک کردن، نمونه ها به مدت 24 ساعت داخل آون(شکل1-11) با دمای 80 درجه سلسیوس قرار گرفتند تا مقدار جرم خشک هر نمونه که برای محاسبه رطوبت محصول مورد نیاز می باشد، تعیین شود.
سرعت هوا نیز توسط دستگاه سرعت سنج (Anemometer,Model:AM-4200, Taiwan) با دقت 1/0 ±متر بر ثانیه اندازه گیری گردید (1-10)که برای محاسبه دبی با ضرب کردن مساحت سطح مقطع بستر در سرعت مقدار دبی هوای ورودی به بستر قابل محاسبه می باشد. این دستگاه قابلیت اندازه گیری سرعت در بازه 5/0 تا 30 متر بر ثانیه را دارد که این مقدار سرعت را با دکمه ای که بر روی دستگاه تعبیه شده میتوان بر حسب چهار واحدm/s, km/h, knots, ft/min نمایش دهد.

1-7 : عکس (الف) و نمای شماتیک (ب) خشک کن پیشتاز ساخته شده جهت انجام آزمایشات(1-دمنده 2- گرم کننده 3- کنترلر دما 4- محفظه خشک کن)

1-8ترازوی دیجیتال با سه رقم اعشار
1-9 دماسنج اشعه ای
1-10دستگاه سرعت سنج هوا
1-11 آون (کوره) خشک کن خشک کردن نمونه ها در سه دمای 35 و 45 و 55 درجه سلسیوس انجام شد.سرعت هوای گرم ورودی نیز 5/0 و 7/0 متر بر ثانیه برای خشک کردن یک برگ چای و 7/0 و 1 متر بر ثانیه برای توده ای از چای انتخاب شدند که با توجه به قطر بستر(cm78/7 ) مقدار دبی هواlitmin2/285 وlitmin4/570 بود . دلیل عدم استفاده از سرعت های بالاتر برای برگ های چای این بود که چون وزن برگ ها نسبتاً خیلی کم بود سرعت بیشتر از 7/0 متر بر ثانیه باعث سیال شدن آن می شد.در هر یک از شرایط،آزمایش بر روی چهار نمونه انجام گردید تا با محاسبه میانگین این چهار نمونه مقدار خطای آزمایش به حداقل برسد.
میزان رطوبت(مقدار رطوبت بر اساس مادهء خشک) از طریق معادله ی3-1 محاسبه می شود:
X=Mt-MdMd (1-1)
که Mt وزن نمونه در هر لحظه از زمان وMd میزان وزن نمونه خشک شده (نهایی) است بنابراین میزان رطوبت به صورت کیلوگرم رطوبت تقسیم بر کیلوگرم مادهء خشک تعریف می شود.
نسبت رطوبت از معادله ی 1-2 به دست می آید.
(1-2) MR= X-XeXo-Xe
وX میزان رطوبت که از معادله ی 1-1 بدست می آید و Xo مقدار رطوبت ماده در ابتدای عمل خشک کردن(در لحظه صفر) وXe میزان رطوبت تعادلی است و چون میزان رطوبت تعادلی در مقایسه با X و Xoبسیار کوچک است می توان از آن صرفنظر کرد و معادله به شکل زیر خواهد شد:]27[
(1-3) XXo MR=
تعریف کردن انتقال رطوبت در محصولات غذایی از لحاظ ریاضی دشوار است.روابط ریاضی معمولاً نتایج بسیار دقیقی برای هر آزمایش خاص می دهند اما معادلات برای شرایط دیگر قابل استفاده نیستند .علی رغم مزایای زیاد روشهای مدل سازی ریاضی ،محدودیت هایی ازقبیل انتخاب پارامترها،اعمال پیش فرض برای حل معادلات دیفرانسیل و پیچیدگی حل معادلات سبب می شود استفاده از روش های ناپارامتری مانند شبکه های عصبی مصنوعی در حل مسائل خشک کردن توسعه پیدا کند.زیرا روش حل در شبکه های عصبی مصنوعی مبتنی بر ضرب ضرایب وزنی در قالب پردازش موازی است .از این رو سرعت دست یابی به جواب در این روش نسبت به روش های دیگر مدل سازی ریاضی بیش تر است .ازسوی دیگر به علت توزیع اطلاعات در شبکه ی عصبی مصنوعی خطای ایجاد شده در اطلاعات ورودی تأثیر نامطلوب بر پردازش داده ها نخواهد داشت .هم چنین با توجه به در نظر گرفتن پارامترهای کیفیت و عدم امکان محاسبه آن با روشهای مدل سازی ریاضی که حل کلی از معادلات مختلف انتقال جرم و انتقال حرارت به طور هم زمان است و نتیجه ی نهایی ممکن است بسیار پیچیده باشد وبرای استفاده کردن در سیستم های خشک کردن واقعی دشوار باشد،روش شبکه های عصبی مصنوعی برای پیش بینی هم زمان پارامتر های خروجی مناسب است . ]21،6[
1-13شبکه های عصبی مصنوعی
شبکه های عصبی مصنوعی به دلیل وفقی بودن ،قابلیت اعتماد بیش تری نسبت به مدل های آماری دارند وقابلیت تعمیم وتقریب آنها بیش تر است .از سوی دیگر مدل های آماری قابلیت پذیرش تعدادزیاد متغیرهای ورودی را ندارند.
مدل های شبکه ی عصبی مصنوعی(ANN)با موفقیت در پیش بینی مشکلات فرآیند زیستی و مهندسی شیمی مورداستفاده قرار می گیرند.انواع متعددی از شبکه های عصبی مصنوعی وجود دارند مانند شبکه های پرسپترون چند لایهMLP)) که خودش شامل شبکه های دیگری مثل شبکه پیشخوروشبکه پیشرومی باشد ،تابع شعاعی پایه(RBF)و شبکه های عصبی مکرر(RNN).
اما هر نوع از آنها،شامل ویژگی های اساسی یکسانی هستند، گره ها، لایه ها و اتصالات. کوچکترین عنصر شبکه، گره است. هر گره سیگنال را از اتصالات یا پیوندها دریافت می کند. سیگنال ها قبل از اینکه برای انتقال به محصول خروجی فرستاده شوند، بایکدیگر جمع می شوند سپس سیگنال های خروجی به گره های دیگر ابلاغ می شوند تا به خروجی شبکه برسند.]22[
مدلهایANN قادرند نتایج چند آزمایش رادر شرایط مختلف خشک کردن توصیف کنند. آنها همچنین قادرند که چند مجموعه ی جدید از آزمایش ها را بپذیرند و این مدل می تواند برای گسترش محدوده ی پارامترهای ورودی،بازآموزی شود.
مدل های (ANN)همچنین برای توصیف رفتار خشک کردن مواد طبیعی متفاوت مانند هویچ، ginseng(گیاه داروئی) و انبه وگوجه فرنگی مورد استفاده قرار گرفته اند]22[کار تحقیقاتی ارائه شده برای اولین بارتلاش می کند تا ویژگی خشک کردن چای را با استفاده از ANNمشخص کند.
1-14بیان مسئله
خشک کردن موضوعی بسیار وسیع و با نظم داخلی است و جزو فرآیندهایی به شمار می رود که انرﮊی زیادی مصرف می کند بنابراین اجرای این فرآیند در مقیاس صنعتی با طراحی خوب و با استفاده از وسایل جدیدخشک کردن با راندمان حرارتی بالا ،اهمیت ویژه ای دارد .فرآیند خشک کردن در صنایع یکی از مهمترین فرآیندهای مهندسی شیمی است که کراراً با آن سروکار داریم .در بیشتر فرایندهای تولیدی در صنایع ،حداقل یک مرحله ی خشک کردن وجود دارد که منظور از آن،گرفتن آب از ماده است.]3[
کشور ما باوجود اینکه حدود 1 درصداز جمعیت جهان را دارد حدود4 درصد مصرف کل چای جهان را به خود اختصاص داده است درحال حاضر نیاز سالانه کشور به چای خشک حدود 110هزار تن است .میزان مصرف سرانه ی چای در ایران از رقم 8/1 در سال 1356 به 1/5 کیلوگرم در سال 92 رسیده است که این نشان دهنده ی گرایش فوق العاده مردم به مصرف این ماده ی ارزشمند است .بنابراین خشک کردن آن توسط خشک کن بستر ثابت نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است]1[
1-15 اهداف تحقیق
هدف از این تحقیق ،تخمین زدن رابطه ای بین توزیع رطوبت مواد خشک شده و پارامترهای فیزیکی شامل دمای خشک شدن،رطوبت و سرعت هوای دمیده شده بود .
اهداف تحقیق عبارتنداز :
بررسی سینتیک خشک شدن چای وتأثیر متغیرهایی مثل دما وسرعت بر روند خشک شدن
ارائه مدلی جدید برای خشک کردن چای که بتواند رفتار این فرآیند را به طور مناسب پیش بینی کند
استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی پیشخور و پیشرو جهت پیش بینی سریع رفتارفرآیند مورد نظر
ارزیابی نتایج حاصل از مدل سازی به وسیله دو نوع شبکه ی عصبی با داده های تجربی و بررسی دقت آن
هدف کلی این تحقیق ،بررسی سینتیک خشک شدن چای وارائه مدلی مناسب جهت پیش بینی میزان خشک شدن چای است.
1-16 مراحل انجام تحقیق
تحقیق حاضر در سه بخش به انجام رسیده است .در بخش اول، ابتدا پژوهش هایی را که تاکنون دراین زمینه انجام گرفته ،شرح می دهیم.
بخش دوم معرفی شبکه های عصبی مصنوعی پیشخور و پیشرو و سینتیک خشک شدن و مدلسازی توسط این شبکه ها برای یک برگ چای و توده ای از چای تشریح گردیده است .دربخش سوم نتایج حاصل از مدلسازی توسط شبکه ی عصبی با مقادیر تجربی مقایسه گردیده است . با مقایسه این نتایج،دقت مدل ارائه شده مورد ارزیابی قرار گرفته است .درخاتمه ،نتایج به دست آمده از تحقیق حاضرو پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی ارائه شده است .
1-17ساختار تحقیق
دراین تحقیق به طور کلی فرآیند خشک شدن چای مورد بررسی قرار گرفته است، با استفاده از داده های تجربی به دست آمده از آزمایشگاه ،ابتدا میزان رطوبت(مقدار رطوبت بر اساس کیلوگرم ماده خشک ) و نسبت رطوبت چای خشک شده (بدون بعد) را برای یک برگ چای و توده ای از چای در سه دما و دو سرعت متفاوت محاسبه کرده وسپس با رسم نمودارهای رطوبت بر حسب زمان ونسبت رطوبت بر حسب زمان نشان دادیم که دما نسبت به سرعت تأثیر بیش تری بر روند خشک کردن چای دارد.
قبل ازارائه مطالب درخصوص مدلسازی،مختصری درمورد شبکه ی عصبی توضیح میدهیم. شبکه عصبی مصنوعی (ANN)یک سیستم پردازش اطلاعات انبوه است که به طور موازی توزیع شده اند که برخی از ویژگی های عملکردی آن مشابه شبکه عصبی بیولوژیکی مغز انسان است.
شبکه عصبی مصنوعی به صورت یک کلیت از مدل های ریاضی شناخت انسان و زیست شناسی عصبی توسعه یافته است. شبکه های عصبی اساساً یک مجموعه ای متصل به هم از عناصر محاسبات ساده است، واحدها یا گره، به طورجداگانه مانند نرون های انسان عمل می کند.
توانایی پردازش شبکه درون شبکه یا وزن شبکه ذخیره می شود.مقدار وزن ها توسط یک فرآیندیادگیری یاآموزش ازمجموعه ای ازالگوهای آموزشی به دست می آید. این وزن هانشان دهنده حافظه ی بلند مدت شبکه های عصبی هستند.]22[
سپس باوارد کردن داده های تجربی به شبکه ،کار مدلسازی را آغاز می کنیم .در این زمینه از دو شبکه عصبی پیشخور و پیشرواستفاده کردیم که با توجه به نتایج به دست آمده شبکه عصبی پیش خور هم برای خشک کردن یک برگ چای و هم برای خشک کردن توده ای از چای ،نتایج بهتری را با درصد خطای کمتری ارائه می دهند .
در فصل دوم این رساله ،تحقیقات انجام شده در زمینه ی خشک کردن مواد مختلف با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی تشریح گردیده است. در فصل سوم،روش استفاده شده در این تحقیق یعنی شبکه های عصبی مصنوعی پیشخور و پیشرو معرفی گردیدند. در فصل چهارم روش محاسبه داده ی خروجی (نسبت رطوبت )ونتایج بدست آمده از مدلسازی با استفاده از این دو نوع شبکه ارائه شده است .در فصل پنجم ،بحث کلی در مورد نتایج بدست آمده از این تحقیق انجام شده است وبرای ادامه کار پیشنهادهایی ذکر شده است .

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *